KR20180002387A

KR20180002387A - 헤드 마운티드 디스플레이 장치 및 이의 제어방법

Info

Publication number: KR20180002387A
Application number: KR1020160081842A
Authority: KR
Inventors: 송민우; 손영욱; 신만수; 황경수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2018-01-08
Also published as: US10649173B2; EP3264149A2; EP3264149B1; EP3264149A3; US20180003919A1

Abstract

본 발명은 헤드 마운티드 디스플레이 장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 상기 헤드 마운티드 디스플레이 장치는 디스플레이부가 구비되는 바디; 및 상기 바디에 구비되고 상기 디스플레이부와 이격 형성되는 렌즈부를 이동시키는 렌즈 구동부를 포함하고, 상기 렌즈 구동부는, 제1 방향으로 돌출되는 제1 경통부가 형성되고 상기 바디에 결합되는 렌즈 프레임; 제1 방향으로 돌출되고 상기 렌즈부가 구비되는 제2 경통부가 형성되고, 상기 제2 경통부는 상기 제1 경통부 상에서 상대 이동하는 렌즈 하우징; 상기 렌즈 프레임 및 렌즈 하우징에 결합되고 상기 렌즈 하우징을 이동시키는 링크부; 및 상기 제1 경통부의 일측에 구비되어 상기 링크부를 작동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

헤드 마운티드 디스플레이 장치 및 이의 제어방법{HEAD MOUNTED DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 자동으로 초점이 조절되는 헤드 마운티드 디스플레이 장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display, 이하 'HMD'라 함)란 안경처럼 사용자의 헤드에 착용되어 사용자가 영상(컨텐츠)을 볼 수 있도록 하는 각종 영상 표시 장치를 말한다. 디지털 디바이스의 경량화 및 소형화 추세에 따라, 다양한 웨어러블 컴퓨터(Wearable Computer)가 개발되고 있으며, 상기 HMD 또한 널리 사용되고 있다. HMD는 단순한 디스플레이 기능을 넘어 증강 현실 기술, 가상 현실 기술, N 스크린 기술 등과 조합되어 사용자에게 다양한 편의를 제공할 수 있다.

최근에는, HMD의 사용이 증가함에 따라, 이동 단말기에서 실행될 수 있는 다양한 기능의 실행이 가능한 HMD가 구현되고 있다. 예를 들어, 상기 이동 단말기에서 특정 기능의 실행에 근거하여 특정 시각정보나 청각정보를 제공하는 것과 마찬가지로 상기 HMD에서도 상기 특정 기능의 실행에 근거하여 특정 시각정보 및 청각정보의 제공이 가능해졌다.

또한, 상기 HMD는 사용자의 두부에 착용된다는 특수성으로 인하여, 상기 HMD를 이용하는 사용자가 특정 시각정보나 청각정보를 제공받는 동안은 외부(Real World)와 효과적으로 단절될 수 있어, 다양한 기능을 보다 현실감 있게 사용자에게 제공할 수 있다.

한편, 상기 HMD에 사용되는 렌즈와 디스플레이부는 일정 거리 이격되어 위치되는데, 사용자의 시력에 따라 상기 거리의 조절이 필요하다.

종래에는, 외부로 노출되는 조절 레버가 수동으로 회전됨으로써, 상기 거리가 조절되었다. 이러한 구조에 의하면, 사용자가 상기 HMD를 착용할 때마다, 다시 조절 레버를 통해 거리를 조절해야하는 불편함이 있었다. 또한, 상기 조절 레버가 외부로 노출됨에 따라 외관을 저해시키는 단점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 자동으로 초점 조절이 가능한 헤드 마운티드 디스플레이 장치 및 이의 제어 방법을 제공하고자 한다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 디스플레이부가 구비되는 바디; 및 상기 바디에 구비되고 상기 디스플레이부와 이격 형성되는 렌즈부를 이동시키는 렌즈 구동부를 포함하고, 상기 렌즈 구동부는, 제1 방향으로 돌출되는 제1 경통부가 형성되고 상기 바디에 결합되는 렌즈 프레임; 제1 방향으로 돌출되고 상기 렌즈부가 구비되는 제2 경통부가 형성되고, 상기 제2 경통부는 상기 제1 경통부 상에서 상대 이동하는 렌즈 하우징; 상기 렌즈 프레임 및 렌즈 하우징에 결합되고 상기 렌즈 하우징을 이동시키는 링크부; 및 상기 제1 경통부의 일측에 구비되어 상기 링크부를 작동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치가 제공된다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 렌즈 프레임의 하단부에는 상기 제1 경통부로부터 연장 형성되는 플레이트를 더 포함하고, 상기 제2 경통부의 외주면에는 서로 반대되는 위치에 형성되는 제1 및 제2 돌출부가 형성되고, 상기 링크부는, 일 단부는 상기 플레이트에 결합되고, 타 단부는 상기 제1 돌출부에 결합되어 상기 제1 돌출부와 함께 이동하는 제1 링크부; 및 일 단부는 상기 플레이트에 결합되고, 타 단부는 상기 제2 돌출부에 결합되는 제2 링크부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 링크부 및 제2 링크부는 중간 일 지점에서 서로 교차 형성되며, 상기 제1 링크부 및 제2 링크부의 상호 작용에 의해 상기 렌즈 하우징을 이동시킬 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 링크부는, 상기 제2 경통부의 외주를 감싸도록 형성되는 제1 및 제2 링크; 및 상기 제1 및 제2 링크를 연결하고 양 단부가 상기 플레이트에 고정되는 제3 링크를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제2 링크부는, 상기 제2 경통부의 외주를 감싸도록 형성되고, 상기 제1 링크와 중간 일 지점에서 결합되는 제4 링크; 및 상기 제2 링크와 중간 일 지점에서 결합되는 제5 링크를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 및 제2 링크의 중간 일 지점에는 결합공이 형성되고, 상기 제4 및 제5 링크의 중간 일 지점에는 상기 결합공에 관통되는 돌기가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 구동부는, 상기 제1 돌출부에 결합되어 상기 돌출부의 이동을 구속하고 소정의 전압이 인가되면 이동하는 피에조(Piezo); 상기 피에조가 슬라이딩 이동하도록 제1 방향으로 형성되는 로드(rod); 및 일 단부가 상기 플레이트에 고정되는 C 형상의 프레임 홀더를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 프레임 홀더는, 상기 제1 방향으로 형성되는 제1 및 제2 부분; 및 상기 제1 및 제2 부분을 연결하고 중간 일 지점에 상기 로드가 관통하는 관통홀이 형성되는 제3 부분을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 피에조의 일측에 구비되어 상기 피에조와 함께 이동하는 자기부재; 및 상기 자기부재의 이동량을 감지하는 위치 센서를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 렌즈부의 일 영역에 중첩되도록 배치되는 광원; 상기 광원으로부터 조사되는 빔을 사용자의 안구에서 반사되는 패턴을 반사하는 반사경; 및 상기 반사경으로부터 반사되는 패턴을 감지하는 카메라를 포함하고, 상기 카메라에 의해 감지된 패턴에 의해 사용자의 시력을 측정할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 카메라는 사용자의 홍채를 인식하여 사용자를 특정할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 렌즈 구동부는 일정 간격 이격 배치되는 제1 및 제2 렌즈 구동부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 렌즈 구동부의 사이에 구비되어 상기 제1 및 제2 렌즈 구동부 중 적어도 하나를 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 이동시키는 좌우 이동부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 좌우 이동부는, 인가되는 전압에 의해 상기 제2 방향으로 이동하는 피에조(piezo); 상기 피에조를 관통하며 상기 제1 및 제2 렌즈 구동부에 연장 형성되며, 일 단부는 상기 제1 렌즈 구동부에 고정되고, 타 단부는 상기 제2 렌즈 구동부를 관통하여 형성되는 제1 로드; 및 일 단부는 상기 피에조의 일측에 고정되고 타 단부는 상기 제2 렌즈 구동부에 고정되는 제2 로드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 렌즈부와, 상기 렌즈부와 일정 간격 이격 형성되고 상기 렌즈부를 통하여 사용자에게 시청각 정보를 제공하는 디스플레이부를 구비하며, 상기 렌즈부의 위치를 조절할 수 있는 헤드 마운티드 디스플레이 장치(HMD)의 제어 방법에 있어서, (a) 상기 HMD 착용자의 홍채를 인식하는 단계; (b) 상기 인식된 홍채를 사용자 홍채 정보 저장 데이터 베이스에 저장된 홍채와 비교하여 기등록된 사용자의 것인지 판단하는 단계; 및 (c) 상기 착용자의 홍채가 기등록된 사용자의 홍채로 판단되면, 렌즈부와 디스플레이부 사이의 거리를 사용자 설정 저장소에 저장된 기등록된 사용자의 렌즈부와 디스플레이부 사이의 거리로 조절하는 단계를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치의 제어 방법이 제공된다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 인식된 홍채가 기등록된 사용자의 것이 아닌 경우, 상기 HMD 착용자의 시력을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 시력에 기초하여 상기 렌즈부와 디스플레이부 사이의 거리를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 HMD 착용자의 시력 및 홍채를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 (c) 단계 이후, 상기 렌즈부의 미세 조절이 필요한지 여부를 판단하는 단계; 상기 렌즈부의 미세 조절한 경우에는 상기 렌즈부의 위치를 변경하여 미세 조절하는 단계; 및 상기 미세조절된 렌즈부의 위치를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 렌즈부의 미세 조절은 좌우 양안용 렌즈부의 좌우 이동 및 전후 이동을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 렌즈부를 정위치로 복귀시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 HMD 착용자의 시력을 측정하는 단계는,

착용자의 안구에 빔을 조사하고, 착용자의 안구로부터 반사된 빔의 패턴과 기입력된 기준 패턴으로부터 굴절률을 산출하여 착용자의 시력을 산출하는 단계일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 HMD의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 렌즈 하우징과 렌즈 프레임 간의 초점을 자동으로 조절할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, HMD 착용 후에도 사용자 버튼 조작만으로 손쉽게 초점을 조절할 수 있다는 장점이 있다. 뿐만 아니라, 렌즈를 전후/좌우로 미세하게 이동시킴으로써 사용자에게 맞는 초점 거리를 자동으로 조절할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명과 관련된 HMD를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명과 관련된 HMD를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD의 사시도이고, 도 4b는 도 4a에서 렌즈 구동부의 장착 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동부의 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동부에서 프레임 홀더를 제거한 상태의 사시도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부에 의해 렌즈 하우징이 승하강하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 도 7a 및 도 7b의 상태를 정면에서 바라본 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에서 사용자의 시력을 측정하는 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동부의 수평 이동을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD의 제어 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 설명되는 HMD(100)에는 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 글래스형 단말기 (smart glass)) 등이 포함될 수 있다.

그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 HMD에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 워치형 단말기 (smartwatch) 등과 같은 이동 단말기에도 적용될 수 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명과 관련된 HMD를 설명하기 위한 블록도이다.

상기 HMD(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들은 HMD를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 HMD는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, HMD(100)와 무선 통신 시스템 사이, HMD(100)와 다른 HMD(100) 사이, HMD(100)와 이동 또는 고정 단말기 사이, HMD(100)와 제어장치 사이, HMD(100)와 외부에 설치되어 무선통신이 가능한 카메라(121) 사이 또는 HMD(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 무선 통신부(110)는, HMD(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.

센싱부(140)는 HMD 내 정보, HMD를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 HMD는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

인터페이스부(160)는 HMD(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. HMD(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.

또한, 메모리(170)는 HMD(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 HMD(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), HMD(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, HMD(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 이미지, 동영상 등과 같은 화면정보 출력 기능, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 HMD(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, HMD(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 HMD의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.

제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 HMD(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1과 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, HMD(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.

전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 HMD(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.

상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시예들에 따른 HMD의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 HMD의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 HMD 상에서 구현될 수 있다.

이하에서는, 위에서 살펴본 HMD(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들에 대하여 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.

먼저, 무선 통신부(110)에 대하여 살펴보면, 무선 통신부(110)의 방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 방송 채널들에 대한 동시 방송 수신 또는 방송 채널 스위칭을 위해 둘 이상의 상기 방송 수신 모듈이 상기 HMD(100)에 제공될 수 있다.

상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 HMD 또는 상기 HMD와 연결되어 상기 HMD를 제어하는 장치(예를 들어, 제어장치, 단말기 등)에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.

상기 방송 신호는 디지털 방송 신호의 송수신을 위한 기술표준들(또는 방송방식, 예를 들어, ISO, IEC, DVB, ATSC 등) 중 적어도 하나에 따라 부호화될 수 있으며, 방송 수신 모듈(111)은 상기 기술표준들에서 정한 기술규격에 적합한 방식을 이용하여 상기 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다.

상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련된 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다.

상기 방송 관련 정보는 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 다양한 형태로 존재할 수 있다. 방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(170)에 저장될 수 있다.

이동통신 모듈(112)은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.

상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, HMD(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.

무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.

WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기 이동통신 모듈(112)의 일종으로 이해될 수도 있다.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 HMD(100)와 무선 통신 시스템 사이, HMD(100)와 다른 HMD(100) 사이, HMD(100)와 이동 또는 고정 단말기 사이, HMD(100)와 제어장치 사이, HMD(100)와 외부에 설치되어 무선통신이 가능한 카메라) 사이 또는 HMD(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.

여기에서, 상기 HMD는 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD(100)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 디바이스(device, 예를 들어, 휴대폰, 스마트폰(smart phone), 스마트워치(smartwatch), 노트북 컴퓨터, 제어장치 등)가 될 수 있다. 근거리 통신 모듈(114)은, HMD(100) 주변에, 상기 HMD(100)와 통신 가능한 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 감지된 디바이스가 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 상기 근거리 통신 모듈(114)을 통해, HMD(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를 상기 디바이스로 전송할 수 있고, 상기 디바이스에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를 HMD(100)로 전송할 수 있다.

따라서, HMD(100)의 사용자는, 디바이스에서 처리되는 데이터를 HMD(100)를 통해 이용할 수 있다. 예를 들어, 이에 따르면 사용자는, 디바이스에 전화가 수신된 경우, HMD(100)를 통해 전화 통화를 수행하거나, 디바이스에 메시지가 수신된 경우, HMD(100)를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.

위치정보 모듈(115)은 HMD의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, HMD는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 HMD의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, HMD는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, HMD의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 HMD의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 HMD의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, HMD의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.

다음으로, 입력부(120)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 데이터, 또는 사용자로부터 입력되는 정보의 입력을 위한 것으로서, 영상 정보의 입력을 위하여, HMD(100) 는 하나 또는 복수의 카메라(121)를 구비할 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시되거나 메모리(170)에 저장될 수 있다. 한편, HMD(100)에 구비되는 복수의 카메라(121)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(121)를 통하여, HMD(100)에는 다양한 각도 또는 초점을 갖는 복수의 영상정보가 입력될 수 있다. 또한, 복수의 카메라(121)는 입체영상을 구현하기 위한 좌 영상 및 우 영상을 획득하도록, 스트레오 구조로 배치될 수 있다.

마이크로폰(122)은 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 HMD(100)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크로폰(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(123)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 HMD(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, HMD(100)의 전/후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 터치 패드 및 터치패널 중 적어도 하나일 수 있다.

한편, 센싱부(140)는 HMD 내 정보, HMD를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(180)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, HMD(100)의 구동 또는 동작을 제어하거나, HMD(100)에 설치된 응용 프로그램과 관련된 데이터 처리, 기능 또는 동작을 수행 할 수 있다. 센싱부(140)에 포함될 수 있는 다양한 센서 중 대표적인 센서들의 대하여, 보다 구체적으로 살펴본다.

먼저, 근접 센서(141)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 이러한 근접 센서(141)는 위에서 살펴본 터치 스크린에 의해 감싸지는 HMD의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다.

근접 센서(141)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 사용자 입력부(123)의 터치식 입력수단이 정전식인 경우에, 근접 센서(141)는 전도성을 갖는 물체의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 물체의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우 사용자 입력부(123) 자체가 근접 센서로 분류될 수 있다.

한편, 설명의 편의를 위해, 사용자 입력부(123) 상에 물체가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 물체가 상기 사용자 입력부(123) 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 명명하고, 상기 사용자 입력부(123) 상에 물체가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 명명한다. 상기 사용자 입력부(123) 상에서 물체가 근접 터치 되는 위치라 함은, 상기 물체가 근접 터치될 때 상기 물체가 상기 사용자 입력부(123)에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다. 상기 근접 센서(141)는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지할 수 있다. 한편, 제어부(180)는 위와 같이, 근접 센서(141)를 통해 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 데이터(또는 정보)를 처리하며, 나아가, 처리된 데이터에 대응하는 시각적인 정보를 디스플레이부(151) 상에 출력시킬 수 있다. 나아가, 제어부(180)는, 사용자 입력부(123) 상의 동일한 지점에 대한 터치가, 근접 터치인지 또는 접촉 터치인지에 따라, 서로 다른 동작 또는 데이터(또는 정보)가 처리되도록 HMD(100)를 제어할 수 있다.

터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러 가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 사용자 입력부(123)에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다.

일 예로서, 터치 센서는, 사용자 입력부(123)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 사용자 입력부(123) 상에 터치를 가하는 터치 대상체가 터치 센서 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 압력, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 터치 대상체는 상기 터치 센서에 터치를 인가하는 물체로서, 예를 들어, 손가락, 터치펜 또는 스타일러스 펜(Stylus pen), 포인터 등이 될 수 있다.

이와 같이, 터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 사용자 입력부(123)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다. 여기에서, 터치 제어기는, 제어부(180)와 별도의 구성요소일 수 있고, 제어부(180) 자체일 수 있다.

한편, 제어부(180)는, 사용자 입력부(123)를 터치하는, 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행하거나, 동일한 제어를 수행할 수 있다. 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행할지 또는 동일한 제어를 수행할 지는, 현재 HMD(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.

한편, 위에서 살펴본 터치 센서 및 근접 센서는 독립적으로 또는 조합되어, 사용자 입력부(123)에 대한 숏(또는 탭) 터치(short touch), 롱 터치(long touch), 멀티 터치(multi touch), 드래그 터치(drag touch), 플리크 터치(flick touch), 핀치-인 터치(pinch-in touch), 핀치-아웃 터치(pinch-out 터치), 스와이프(swype) 터치, 호버링(hovering) 터치 등과 같은, 다양한 방식의 터치를 센싱할 수 있다.

초음파 센서는 초음파를 이용하여, 감지대상의 위치정보를 인식할 수 있다. 한편 제어부(180)는 광 센서와 복수의 초음파 센서로부터 감지되는 정보를 통해, 파동 발생원의 위치를 산출하는 것이 가능하다. 파동 발생원의 위치는, 광이 초음파보다 매우 빠른 성질, 즉, 광이 광 센서에 도달하는 시간이 초음파가 초음파 센서에 도달하는 시간보다 매우 빠름을 이용하여, 산출될 수 있다. 보다 구체적으로 광을 기준 신호로 초음파가 도달하는 시간과의 시간차를 이용하여 파동 발생원의 위치가 산출될 수 있다.

한편, 입력부(120)의 구성으로 살펴본, 카메라(121)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.

카메라(121)와 레이저 센서는 서로 조합되어, 3차원 입체영상에 대한 감지대상의 터치를 감지할 수 있다. 포토 센서는 디스플레이 소자에 적층될 수 있는데, 이러한 포토 센서는 터치 스크린에 근접한 감지대상의 움직임을 스캐닝하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 포토 센서는 행/열에 Photo Diode와 TR(Transistor)를 실장하여 Photo Diode에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 수 있다.

디스플레이부(151)는 HMD(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 HMD(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.

또한, 상기 디스플레이부(151)는 입체영상을 표시하는 입체 디스플레이부로서 구성될 수 있다.

상기 입체 디스플레이부에는 스테레오스코픽 방식(안경 방식), 오토 스테레오스코픽 방식(무안경 방식), 프로젝션 방식(홀로그래픽 방식) 등의 3차원 디스플레이 방식이 적용될 수 있다.

일반적으로 3차원 입체 영상은 좌 영상(좌안용 영상)과 우 영상(우안용 영상)으로 구성된다. 좌 영상과 우 영상이 3차원 입체 영상으로 합쳐지는 방식에 따라, 좌 영상과 우 영상을 한 프레임 내 상하로 배치하는 탑-다운(top-down) 방식, 좌 영상과 우 영상을 한 프레임 내 좌우로 배치하는 L-to-R(left-to-right, side by side) 방식, 좌 영상과 우 영상의 조각들을 타일 형태로 배치하는 체커 보드(checker board) 방식, 좌 영상과 우 영상을 열 단위 또는 행 단위로 번갈아 배치하는 인터레이스드(interlaced) 방식, 그리고 좌 영상과 우 영상을 시간 별로 번갈아 표시하는 시분할(time sequential, frame by frame) 방식 등으로 나뉜다.

또한, 3차원 썸네일 영상은 원본 영상 프레임의 좌 영상 및 우 영상으로부터 각각 좌 영상 썸네일 및 우 영상 썸네일을 생성하고, 이들이 합쳐짐에 따라 하나의 영상으로 생성될 수 있다. 일반적으로 썸네일(thumbnail)은 축소된 화상 또는 축소된 정지영상을 의미한다. 이렇게 생성된 좌 영상 썸네일과 우 영상 썸네일은 좌 영상과 우 영상의 시차에 대응하는 깊이감(depth)만큼 화면 상에서 좌우 거리차를 두고 표시됨으로써 입체적인 공간감을 나타낼 수 있다.

3차원 입체영상의 구현에 필요한 좌 영상과 우 영상은 입체 처리부에 의하여 입체 디스플레이부에 표시될 수 있다. 입체 처리부는 3D 영상(기준시점의 영상과 확장시점의 영상)을 입력 받아 이로부터 좌 영상과 우 영상을 설정하거나, 2D 영상을 입력 받아 이를 좌 영상과 우 영상으로 전환하도록 이루어진다.

음향 출력부(152)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(170)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력부(152)는 HMD(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력부(152)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(153)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(153)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 될 수 있다. 햅틱 모듈(153)에서 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 사용자의 선택 또는 제어부의 설정에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 햅틱 모듈(153)은 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

햅틱 모듈(153)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.

햅틱 모듈(153)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과를 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 머리, 얼굴, 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(153)은 HMD(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

광출력부(154)는 HMD(100)의 광원의 빛을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. HMD(100)에서 발생 되는 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신, 영상(이미지, 동영상 등) 출력 등이 될 수 있다. 즉, 상기 광 출력부(154)는 HMD(100)가 사용자에 의해 특정 동작(기능)을 수행중임을 알리는 역할을 할 수도 있다.

광출력부(154)가 출력하는 신호는 HMD가 전면이나 후면으로 단색이나 복수색의 빛을 발광함에 따라 구현된다. 상기 신호 출력은 HMD가 사용자의 이벤트 확인을 감지함에 의하여 종료되거나, HMD에서 수행중인 동작이 끝나는 것에 근거하여 종료될 수 있다.

인터페이스부(160)는 HMD(100)에 연결되는 모든 외부 기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(160)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 HMD(100) 내부의 각 구성요소에 전달하거나, HMD(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트(port), 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 등이 인터페이스부(160)에 포함될 수 있다.

한편, 식별 모듈은 HMD(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(user identify module; UIM), 가입자 인증 모듈(subscriber identity module; SIM), 범용 사용자 인증 모듈(universal subscriber identity module; USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 상기 인터페이스부(160)를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.

또한, 상기 인터페이스부(160)는 HMD(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 HMD(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 HMD(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 HMD(100)가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수 있다.

메모리(170)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(170)는 상기 터치 스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(170)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. HMD(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(170)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작될 수도 있다.

한편, 앞서 살펴본 것과 같이, 제어부(180)는 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 HMD(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(180)는 상기 HMD의 상태가 설정된 조건을 만족하면, 애플리케이션들에 대한 사용자의 제어 명령의 입력을 제한하는 잠금 상태를 실행하거나, 해제할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등과 관련된 제어 및 처리를 수행하거나, 사용자 입력부(123) 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다. 나아가 제어부(180)는 이하에서 설명되는 다양한 실시예들을 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD(100) 상에서 구현하기 위하여, 위에서 살펴본 구성요소들을 중 어느 하나 또는 복수를 조합하여 제어할 수 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있으며, 충전 등을 위하여 HMD 바디에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

또한, 전원공급부(190)는 연결포트를 구비할 수 있으며, 연결포트는 배터리의 충전을 위하여 전원을 공급하는 외부 충전기가 전기적으로 연결되는 인터페이스(160)의 일 예로서 구성될 수 있다.

다른 예로서, 전원공급부(190)는 상기 연결포트를 이용하지 않고 무선방식으로 배터리를 충전하도록 이루어질 수 있다. 이 경우에, 전원공급부(190)는 외부의 무선 전력 전송장치로부터 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식이나 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달받을 수 있다.

한편, 이하에서 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

도 2 및 도 3은 본 발명과 관련된 HMD를 설명하기 위한 개념도이다.

본 발명과 관련된 HMD(100)는, 도 1에서 설명한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하도록 구성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명과 관련된 HMD(100)는 인체의 두부(또는, 머리, 얼굴, 헤드(head))에 착용 가능하도록 형성되며, 이를 위한 프레임부(케이스, 하우징, 커버 등)를 포함할 수 있다.

본 도면에서는, 상기 HMD(100)가 프레임(101) 및 지지부(102)를 포함하는 것을 예시한다.

상기 프레임(101)은 본체(또는, HMD 본체) 또는 바디(또는, HMD 바디)로 명명될 수 있다. 여기에서, HMD 본체(또는 HMD 바디)는 HMD(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수도 있다.

상기 프레임(101)은 도 1에서 설명한 구성요소들 중 적어도 하나가 배치될 수 있는 공간을 제공하는 역할을 할 수 있다.

구체적으로, 상기 프레임(101)는 두부에 지지되며, 각종 부품들이 장착되는 공간을 마련한다. 도시된 바와 같이, 프레임(101)에는 사용자 입력부(123), 카메라(121), 출력부(예를 들어 디스플레이부(151)) 및 제어부(180) 등과 같은 전자부품이 장착될 수 있다.

상기 지지부(102)는 상기 프레임(101)이 인체의 두부에 장착 가능하도록 하는 지지(또는 고정)하는 역할을 할 수 있다. 이때, 상기 지지부(102)는 착용이 용이하도록 플렉서블(flexible) 재질로 형성될 수 있다. 또한, 지지부(102)에는 음향 출력부(152) 등과 같은 전자부품이 장착될 수 있다.

다만 이에 한정되지 않고, 상기 프레임(101) 및 지지부(102)에는 도 1에서 설명한 구성요소 및 HMD(100)에 필요한 구성요소들이 사용자의 선택에 의해 다양하게 배치될 수 있다. 즉, 본 명세서상에서 설명되는 HMD(100)는 위에서 열거된 구성요소들보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

제어부(180, 도 1 참조)는 HMD(100)에 구비되는 각종 전자부품을 제어하도록 이루어진다. 제어부(180)는 도 1에서 설명한 제어부(180)에 대응되는 구성으로 이해될 수 있다.

디스플레이부(151)는 프레임부에 장착되어, 사용자의 눈 앞에서 화면정보(예를 들어, 영상, 이미지, 동영상 등)를 출력하는 역할을 한다. 사용자가 HMD(100)를 착용하였을 때, 사용자의 눈 앞에 화면정보가 표시될 수 있도록, 디스플레이부(151)는 좌안 및 우안 중 적어도 하나에 대응되게 배치될 수 있다. 본 도면에서는, 사용자의 좌안 및 우안 모두를 향하여 영상을 출력할 수 있도록, 디스플레이부(151)가 좌안 및 우안을 모두 덮도록 위치한 것을 예시하고 있다.

또한, 디스플레이부(151)는 프리즘을 이용하여 사용자의 눈으로 이미지를 투사할 수 있다. 또한, 사용자가 투사된 이미지와 전방의 일반 시야(사용자가 눈을 통하여 바라보는 범위)를 함께 볼 수 있도록, 프리즘은 투광성으로 형성될 수 있다.

이처럼, 디스플레이부(151)를 통하여 출력되는 영상은, 일반 시야와 오버랩(overlap)되어 보여질 수 있다. HMD(100)는 이러한 디스플레이의 특성을 이용하여 현실의 이미지나 배경에 가상 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여주는 증강현실(Augmented Reality, AR)을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명과 관련된 HMD(100)의 디스플레이부(151)는 본체의 내부에 위치할 수 있다. 구체적으로, 상기 디스플레이부(151)는 HMD가 사용자의 두부에 착용 되었을 때, HMD의 내부에서 상기 사용자의 눈과 마주하는 위치에 배치될 수 있다.

카메라(121)는 좌안 및 우안 중 적어도 하나에 인접하게 배치되어, 전방의 영상을 촬영하도록 형성된다. 카메라(121)가 눈에 인접하여 전방을 향하도록 배치되므로, 카메라(121)는 사용자가 바라보는 장면을 영상으로 획득할 수 있다.

본 도면에서는, 카메라(121)가 하나 구비된 것을 예시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 카메라(121)는 복수 개로 구비되어 입체 영상을 획득하도록 이루어질 수도 있다.

HMD(100)는 제어명령을 입력받기 위한 사용자 입력부(123)를 구비할 수 있다. 일 예로, 상기 사용자 입력부(123)는 도 2에서 도시된 것처럼, 상기 HMD(100)의 본체의 일 영역에 장착되어, 터치, 푸시 등과 같이 사용자가 촉각적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)에 근거하여 제어명령을 입력받을 수 있다. 즉, 본 도면에서는, 프레임부에 푸시 및 터치 입력 방식의 사용자 입력부(123)가 구비된 것을 예시하고 있다.

또 다른 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD(100)의 사용자 입력부(123)는 상기 HMD(100)에 대한 사용자의 기 설정된 제스처, 상기 HMD(100)의 본체의 기 설정된 움직임 등을 제어명령으로써 입력받을 수 있다. 이를 위하여, 상기 사용자 입력부(123)는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 HMD(100)의 본체의 회전이나 기울임과 같은 움직임을 감지하기 위한 자이로 센서나 가속도 센서를 포함할 수 있다. 또한, 상기 사용자의 상기 HMD(100)에 대한 기 설정된 제스처로써, 상기 사용자의 기 설정된 시선을 감지하기 위한 카메라나 적외선 센서를 추가로 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 상기 사용자 입력부(123)를 통하여 제어명령이 입력되면, 상기 제어부(180)는 상기 제어명령에 근거하여 상기 디스플레이부(151) 및 음향 출력부(152) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

또한, HMD(100)에는 사운드를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리하는 마이크로폰(미도시) 및 음향을 출력하는 음향 출력부(152)가 구비될 수 있다. 음향 출력부(152)는 일반적인 음향 출력 방식 또는 골전도 방식으로 음향을 전달하도록 이루어질 수 있다. 음향 출력부(152)가 골전도 방식으로 구현되는 경우, 사용자가 HMD(100)를 착용시, 음향 출력부(152)은 두부에 밀착되며, 두개골을 진동시켜 음향을 전달하게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD(100)는 상기 HMD(100)의 본체에, 상기 HMD(100)의 외부에서 발생되는 소리 이벤트를 감지할 수 있는 적어도 하나의 마이크(도면 미도시)를 포함할 수 있다. 상기 마이크는, 상기 HMD(100)의 음향 출력부(152)에서 음향정보가 출력되는 동안, 사용자가 듣지 못하는 상기 HMD(100)의 외부에서 발생되는 소리 이벤트를 감지할 수 있다. 일 예로, 상기 마이크는, 상기 소리 이벤트가 발생된 위치를 파악할 수 있는 지향성 마이크로 구성될 수 있다.

이하에서는 이와 같이 구성된 HMD(100)와 관련된 실시예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

본 발명의 일 실시예에서의 HMD(100)는 다양한 방식으로 이미지를 출력할 수 있다. 일 예로서, HMD(100)는 투시형(see-through) 방식으로 이미지를 출력할 수 있다. 여기에서, 투시형(see-through) 방식은 화면정보를 출력하는 디스플레이부(151)가 투명한 것으로, HMD(100)를 착용한 상태에서 사용자가 주위 환경을 인식하면서 컨텐츠를 이용할 수 있는 방식을 나타낸다. 다른 일 예로서, HMD(100)는 전방 주사(front-light) 방식으로 이미지를 출력할 수 있다. 여기에서, 전방 주사 방식은 빛이 눈에 직접 투사되지 않고 반사된 영상을 거울과 같은 반사체를 통해 디스플레이하는 방식을 나타낸다.

또한, 다른 일 예로서, HMD(100)는 암막형(see-closed) 방식으로 이미지를 출력할 수 있다. 여기에서, 암막형 방식은 디스플레이부(151)가 가장 전단에 위치하고 디스플레이부(151)를 통해 외부 환경을 볼 수 없으며, 디스플레이부(151)를 통해 컨텐츠를 이용하는 방식을 나타낸다. 즉, 화면정보가 디스플레이부(151)를 통해 출력되는 방식이다.

이하에서는 HMD(100)는 암막형 방식으로 이미지를 디스플레이하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다. 상기 암막형 방식은 디스플레이부(151)가 HMD(100)로부터 찰탁 가능하게 형성될 수 있고, 상기 디스플레이부(151)라는 독립된 기기에서 동영상, 게임 등의 다양한 미디어(화면정보)가 출력될 수 있다.

도 3를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD(100)는 HMD 본체의 내부에 형성된 디스플레이부(151)에서 출력되는 화면정보를 사용자가 모두 볼 수 있도록, 렌즈부(103)를 포함할 수 있다.

즉, 본 발명과 관련된 HMD(100)는, 렌즈부(103)를 통해, 디스플레이부(151)에서 출력되는 화면정보(또는 빛)이 모두 사용자의 안구(또는, 시야)로 투과될 수 있도록 형성될 수 있다.

일 예로, 상기 렌즈부(103)는, 사용자의 양 안(즉, 좌안 및 우안) 중 적어도 하나에 대응되게 배치될 수 있다. 또한, 렌즈부(103)는, 사용자가 HMD를 두부에 착용하였을 때, 사용자의 안구와 디스플레이부(151)의 사이에 놓이도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 렌즈부(103)는, 오목렌즈 또는 볼록렌즈, 또는 이들의 조합을 통해 형성될 수 있다.

도 3를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD(100)는, 상기 렌즈부(103)와 디스플레이부(151) 사이의 거리(D1)가 가변될 수 있도록 형성될 수 있다. 이하, 도면을 참조하여 이에 대하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

상기 렌즈부(103)와 디스플레이부(151) 사이의 거리(D1)를 가변시키는 방법으로는 상기 렌즈부(103)를 고정시킨 채 디스플레이부(151)를 이동시키거나, 디스플레이부(151)는 고정된 상태에서 상기 렌즈부(103)만 이동시키는 경우 및 상기 렌즈부(103)와 디스플레이부(151)를 동시에 이동시키는 경우가 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 디스플레이부(151)는 고정된 상태를 유지하고 상기 렌즈부(103)만을 이동시키는 방식을 중심으로 설명하기로 한다. 다만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD(100)의 사시도이고, 도 4b는 도 4a에서 렌즈 구동부(130)의 장착 위치를 설명하기 위한 도면으로, 상기 렌즈 구동부(130)만을 실선으로 도시하고 나머지 부분은 점선으로 도시하였다. 그리고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동부(130)의 분해사시도이다. 이하에서는 도 4a 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 렌즈 구동부(130)에 대하여 설명하기로 한다.

이하에서 설명하는 렌즈 구동부(130)는 좌안 및 우안에 구비되는 렌즈 구동부(130a,130b)에 모두 적용될 수 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 구동부(130b)에는 렌즈(103b)가 구비되어 있으며, 도 3을 도 4a와 함께 참조하면, 렌즈 구동부(130a)에도 렌즈(103a)가 구비되어 있음을 알 수 있다. 다만, 도 4a에서는 상기 렌즈(103a)는 생략하였다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD(100)는 디스플레이부(151)가 구비되는 바디(101)와, 상기 바디(101)에 구비되고 상기 디스플레이부(151)와 이격 형성되는 렌즈부(103)를 이동시키는 렌즈 구동부(130)를 포함하여 이루어진다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서의 렌즈 구동부(130)는 상기 렌즈부(103)를 포함하는 것으로 한다.

상기 렌즈 구동부(130)는 렌즈 프레임(131), 렌즈 하우징(132), 링크부(135) 및 구동부(136)를 포함한다. 상기 렌즈 프레임(131)은 제1 방향으로 돌출되는 제1 경통부(131a)가 형성되고 상기 바디(101)에 결합된다. 상기 렌즈 하우징(132)은 상기 렌즈 프레임(131)과 마찬가지로 제1 방향으로 돌출되는 제2 경통부(132a)가 형성되고, 상기 제2 경통부(132a)는 상기 제1 경통부(131a) 상에서 슬라이드 이동하도록 형성된다. 상기 렌즈부(103)는 상기 렌즈 하우징(132)에 구비된다. 상기 제1 경통부(131a) 및 제2 경통부(132a)는 각각 렌즈 프레임(131)과 렌즈 하우징(132)의 외주를 형성하며, 적어도 일부 구간에서 서로 중첩되어 있다.

상기 링크부(135)는 제1 링크부(133) 및 제2 링크부(134)를 포함하고, 상기 렌즈 프레임(131) 및 렌즈 하우징(132)에 결합되고 상기 렌즈 하우징(132)을 왕복이동시키는 구성을 갖는다. 즉, 상기 제1 경통부(131a)와 제2 경통부(132a)는 일정 영역이 중첩될 수 있으며, 중첩되는 정도에 따라 상기 렌즈부(103)의 위치가 달라지게 된다. 이를 위하여 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제2 경통부(132a)가 제1 경통부(131a)와 중첩되는 정도를 조절할 수 있는 구성을 갖는다.

또한, 상기 구동부(136)는 상기 제2 경통부(132a)에 결합되어 상기 링크부(135)를 작동시키는 기능을 수행한다. 즉, 상기 구동부(136)의 일측은 상기 제2 경통부(132a)에 결합되어 상기 구동부(136)의 이동이 상기 제2 경통부(132a)의 이동을 구속하도록 되어 있다.

이때, 상기 렌즈 프레임(131)은 상기 제1 경통부(131a)의 일측에 형성되고 상기 경통부(131a)로부터 연장 형성되는 플레이트(131f)를 더 포함한다. 즉, 상기 렌즈 프레임(131)은 아래 부분은 플레이트(131f) 형상을 갖고 내부 중앙에는 제1 관통홀(131g)이 상기 제1 경통부(131a)를 따라 형성된다. 상기 제1 관통홀(131g)은 상기 디스플레이부(151)로부터 방사되는 빛이 전달되는 통로가 된다. 뿐만 아니라, 상기 제1 관통홀(131g)은 상기 디스플레이부(151)가 작동하기 전에는 사용자의 안구로부터 반사되는 빛이 이동하는 통로가 될 수도 있다. 상기 렌즈 하우징(132)에는 제2 관통홀(132g)이 상기 제1 관통홀(131g)과 연통되도록 형성된다.

상기 링크부(135)는 제1 링크부(133)와 제2 링크부(134)를 포함하며, 상기 제1 링크부(133)와 제2 링크부(134)는 측면에서 바라볼 때 대략 X자 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 링크부(133)와 제2 링크부(134)는 중간 일 지점에서 교차되도록 형성되어 일명, 펜타그래프(pentagraph) 형상으로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 링크부(135)를 펜타그래프 형상으로 형성함으로써 상기 구동부(136)에 의한 틸팅(tilting) 현상을 방지할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 렌즈 하우징(132), 보다 구체적으로는 상기 제2 경통부(132a)의 외주면에는 서로 반대되는 위치에 제1 돌출부(132b)와 제2 돌출부(132c)가 형성되어 있는데, 상기 제1 링크부(133)의 타 단부는 상기 제1 돌출부(132c)에 결합되어 상기 제1 돌출부(132c)와 함께 승하강하고, 상기 제1 링크부(133)의 일 단부는 상기 플레이트(131f)에 결합되어 상기 제1 링크부(133)의 회전 중심이 된다. 즉, 상기 제1 링크부(133)는 상기 플레이트(131f)에 결합된 지점을 중심으로 상기 구동부(136)의 이동에 따라 상기 구동부(136)와 함께 이동한다.

또한, 상기 제2 링크부(134)의 일 단부는 상기 플레이트(131f)에 결합되고, 상기 제2 링크부(134)의 타 단부는 상기 제2 경통부(132a)의 제2 돌출부(132c)에 결합되어 상기 제2 링크부(134)는 상기 플레이트(131f)에 결합된 지점을 중심으로 회전이동하게 된다.

상기 플레이트(131f)에는 체결부(131b,131c,131e)가 플레이트(131f)로부터 돌출 형성되어 있으며, 상기 체결부(131b,131c)에는 결합공(131d)이 형성되어 있어 상기 제4 링크(134a) 및 제5 링크(134b)에 형성된 돌기(134e)가 상기 결합공(131d)에 체결되도록 한다. 또한, 상기 제3 링크(133c)의 양단에는 돌기(133e)가 형성되는데, 상기 돌기(133e)는 상기 체결부(131e)에 형성된 삽입공(미도시)에 형성되어 상기 제3 링크(133c)가 상기 체결부(131e)에 결합되도록 한다. 도 5에서는 상기 체결부(131e)가 하나만 도시되었으나, 상기 체결부(131b,131c)와 대응되는 위치에 각각 형성되어 있어야 한다.

상기 제1 링크부(133) 및 제2 링크부(134)는 각각 상기 플레이트(131f)에 고정되는 지점(131b,131c,131e)을 구비하고, 상기 플레이트(131f)에 고정되는 지점(131b,131c,131e)을 중심으로 회전운동하는데, 회전하는 양이 매우 작아 실질적으로는 제1 방향으로 직선운동하는 것과 같다. 이때, 상기 제1 링크부(133) 및 제2 링크부(134)의 플레이트(131f)에 고정되는 지점(131b,131c,131e)은 상기 제1 경통부(131a)를 중심으로 서로 마주보는 위치에 형성된다. 또한, 상기 제1 링크부(133)와 제2 링크부(134)는 상기 제2 경통부(132a)의 외주면 근처에 형성되며, 상기 제1 링크부(133)와 제2 링크부(134)는 적어도 일부가 원형 또는 활꼴로 형성된다.

본 발명의 일 실시예에서의 제1 방향은 HMD(100) 착용시 전후 방향을 의미한다.

또한, 상기 제1 돌출부(132b) 및 제2 돌출부(132c)에는 각각 결합공(132d,132e)이 형성되어 있으며, 결합공(132d)에는 상기 제1 및 제2 링크(133a,133b)의 타 단부에 형성되는 돌기(133f)가 결합된다. 상기 결합공(132e)에는 상기 제4 및 제5 링크(134a,134b)의 타 단부에 형성되는 돌기(134d)가 결합된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 링크부(133) 및 제2 링크부(134)는 중간 일 지점에서 결합되며, 상기 제1 링크부(133) 및 제2 링크부(134)의 상호 작용에 의해 상기 렌즈 하우징(132)을 이동시킨다. 이와 같이 상기 제1 링크부(133) 및 제2 링크부(134)가 중간 지점에서 교차됨으로써 상기 구동부(136)에 의해 힘이 편향되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 구동부(136)가 상기 제1 돌출부(132b)의 일측에만 결합되어 있으므로, 상기 제1 링크부(133)의 타 단부에만 과도한 힘이 걸릴 수 있다. 이를 방지하기 위하여 본 발명의 일 실시예에서는 힘을 균일하게 분산시키기 위하여 상기 링크부(135)를 펜타그래프 형상으로 형성하였다.

보다 구체적으로, 상기 제1 링크부(133)는 대략 C 형상으로 형성되는데, 상기 제2 경통부(132a)의 외주를 감싸도록 형성되는 제1 및 제2 링크(133a,133b)와, 상기 제1 및 제2 링크(133a,133b)를 연결하는 제3 링크(133c)를 포함하여 이루어진다. 상기 제1 링크(133a) 및 제2 링크(133b)의 타 단부는 각각 상기 제1 돌출부(132b)에 결합되고, 상기 제1 링크(133a) 및 제2 링크(133b)의 일 단부는 상기 제3 링크(133c)의 양 단부에 연결된다. 상기 제1 링크(133a) 및 제2 링크(133b)가 제3 링크(133c)에 연결된 상태로 상기 플레이트(131f)에 결합된다. 상기 제1 링크(133a) 및 제2 링크(133b)의 타 단부 각각은 상기 제3 링크(133c)에 고정되나 상기 제1 링크(133a) 및 제2 링크(133b)는 상기 제3 링크(133c)를 중심으로 회전운동할 수 있도록 형성된다.

한편, 상기 제2 링크부(134)는 상기 제1 링크(133a)와 중간 일 지점에서 결합되는 제4 링크(134a)와, 상기 제2 링크(133b)와 중간 일 지점에서 결합되는 제5 링크(134b)를 포함하여 이루어진다. 상기 제4 링크(134a) 및 제5 링크(134b)는 상기 제1 링크(133a) 및 제2 링크(133b)와는 달리 서로 분리 형성되며, 상기 제4 링크(134a) 및 제5 링크(134b)의 일 단부 각각은 상기 플레이트(131f)에 결합되고, 타 단부 각각은 상기 렌즈 하우징(132)의 외주면에 결합된다. 상기 제4 링크(134a) 및 제5 링크(134b) 또한 상기 렌즈 하우징(132)의 외주면을 감싸도록 형성되므로 적어도 일부가 원형 또는 활꼴로 형성될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 제1 링크(133a) 및 제2 링크(133b)의 타 단부는 상기 제1 돌출부(132b)에 결합되고, 상기 제4 링크(134a) 및 제5 링크(134b)의 타 단부는 상기 제2 돌출부(132c)에 결합되어 있다. 그리고, 상기 제4 링크(134a) 및 제5 링크(134b)는 상기 플레이트(131f) 상에 형성되는 체결부(131b,131c)에 각각 고정되도록 한다.

이때, 상기 제1 링크부(133)는 상기 제2 링크부(134)보다 바깥쪽에 배치되는 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정할 것은 아니다. 예를 들면, 상기 제1 링크부(133)가 상기 제2 링크부(134)보다 안쪽에 배치될 수도 있다.

상기 제1 링크부(133)와 제2 링크부(134)가 서로 교차형성되면서 교차되는 지점에서는 제1 링크부(133)와 제2 링크부(134)가 서로 결합된다. 이를 위하여 상기 제1 링크부(133) 또는 제2 링크부(134) 중 어느 하나에는 돌기가 형성되고, 다른 하나에는 홀 또는 홈이 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 링크(133a)와 제4 링크(134a)가 서로 교차하며, 상기 제1 링크(133a)의 중간 일 지점에는 결합공(133d)이 형성되고, 상기 제4 링크(134a)의 중간 일 지점에는 돌기(134c)가 형성되어 상기 제1 링크(133a)의 결합공(133d)에 관통하도록 되어 있다. 이는 제2 링크(133b) 및 제5 링크(134b)의 경우에도 마찬가지여서, 제2 링크(133b)의 중간 일 지점에는 결합공(133d)이 형성되고, 상기 제5 링크(134b)의 중간 일 지점에는 상기 제5 링크(134b)의 결합공(133d)에 관통되는 돌기(134c)가 형성되도록 되어 있다. 상기 결합공(133d)과 돌기(134c)는 제1 링크부(133)와 제2 링크부(134)를 결합하기 위한 일예에 불과한 것이어서, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 종래에는 수동으로 렌즈부(103)를 이동시키거나 모터 등을 이용하여 렌즈부(103) 또는 디스플레이부(151)를 이동시키는 기술이 연구되었으나, 모터에 의해 렌즈부(103)를 이동시키는 경우에는 정밀하게 초점을 조절하는 것은 곤란하였다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 구동부(136)로 미세한 초점 조절이 가능한 피에조 리니어 액츄에이터(Piezo Linear actuator)를 사용하였다. 이와 같이 피에조(136a)를 이용하는 경우에는 초정밀 제어가 가능한데, 일예로 2~5㎛ 정도의 정밀도로 제어할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 구동부(136)는 상기 렌즈부(103)를 구동하는 기능을 수행한다. 상기 구동부(136)는 상기 제1 돌출부(132b)에 결합되어 상기 제1 돌출부(132b)와 함께 승하강한다. 즉, 상기 피에조(136a)에 소정의 전압이 인가되면 상기 피에조(136a)는 상승하거나 하강하는데, 상기 피에조(136a)의 이동이 상기 제1 돌출부(132b)의 이동을 구속하게 된다. 이때, 상기 피에조(136a)는 압전소자로 명명될 수도 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동부(130)에서 프레임 홀더(137)를 제거한 상태의 사시도인데, 도 5 및 도 6을 함께 참조하면, 상기 피에조(136a)에는 결합공(136d)이 형성되어 있고, 상기 제1 돌출부(132b)에도 결합공(132f)이 형성되어 있어 스크류(미도시)와 같은 결합부재에 의해 상기 피에조(136a)가 제1 돌출부(132b)에 고정된다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 구동부(136)는 피에조(136a)(Piezo)와, 상기 피에조(136a)가 슬라이딩 이동하도록 제1 방향으로 형성되는 로드(136b)와, 상기 로드(136b)를 지지하도록 상기 플레이트(131f)에 형성되는 프레임 홀더(137)를 포함하여 이루어진다. 상기 프레임 홀더(137)는 대략 C 형상으로, 개구된 양 단부가 상기 체결부(131b,131c)에 각각 결합된다. 보다 구체적으로, 상기 프레임 홀더(137)는 상기 체결부(131b,131c)에 각각 고정되고 제1 방향으로 형성되는 제1 부분(137a)과 제2 부분(137b)을 포함하고, 상기 제1 부분(137a)과 제2 부분(137b)을 연결하는 제3 부분(137c)을 포함하여 이루어진다. 상기 제3 부분(137c)은 상기 제1 방향과 교차하는 방향으로 형성되며, 상기 제1 내지 제3 부분(137a,137b,137c)은 일정한 면적을 갖도록 형성되며, 상기 제3 부분(137c)에는 상기 로드(136b)가 관통되는 관통홀(137d)이 형성되어 있다.

상기 압전소자가 미세하게 이동하게 되면 상기 제1 돌출부(132b)도 미세하게 이동하게 되며, 상기 압전소자는 상기 로드(136b)를 따라 승하강한다. 또한, 상기 로드(136b)의 하단에는 바닥부(136c)가 형성되어 상기 구동부(136)가 상기 플레이트(131f)상에 안정적으로 지지되도록 되어 있다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부(136)에 의해 렌즈 하우징(132)이 승하강하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 7a는 상기 피에조(136a)가 비교적 아래 부분에 위치하고 있으며, 이에 의해 상기 렌즈 하우징(132)도 아래 부분에 위치한 것을 도시한 것이고, 도 7b는 도 7a에 비하여 상대적으로 상기 피에조(136a) 및 렌즈 하우징(132)이 비교적 위에 위치한 것을 도시한 것이다.

한편, 도 8a 및 도 8b는 도 7a 및 도 7b의 상태를 정면에서 바라본 도면이다. 이하에서는 도 8a 및 도 8b를 함께 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 구동부(136), 보다 정확하게는 상기 피에조(136a)의 위치를 감지하기 위한 구성이 개시된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD(100)는 상기 피에조(136a)의 일측에 구비되어 상기 피에조(136a)와 함께 이동하는 자기부재(138)와 상기 자기부재(138)의 이동량을 감지하는 위치 센서(138a)를 더 포함한다. 상기 자기부재(138)는 자석(magnet)일 수 있으며, 상기 제1 돌출부(132b)에 형성된다. 이에 의해 상기 자기부재(138)는 상기 제1 돌출부(132b)와 함께 이동하게 된다. 상기 위치 센서(138a)는 상기 자기부재(138)의 자력 변화를 감지하여 상기 자기부재(138)의 위치 변화를 감지하고, 이에 의해 상기 자기부재(138)의 위치를 결정할 수 있다. 이와 같이, 상기 위치 센서(138a)에 의해 자기부재(138)의 위치가 감지되면 상기 자기부재(138)의 위치 정보를 저장해두었다가 사용자에 따라 적절한 위치를 자동으로 세팅하도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 자기부재(138) 및 위치 센서(138a)를 사용함으로써 2~5㎛의 초정밀 제어가 가능하다. 만약, 포토 다이오드(photo diode)와 같은 광학 방식을 이용하는 경우에는 ㎛단위의 분해능 확보가 어려운데, 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에서는 자기력의 변화를 감지하는 위치 감지 센서를 사용한 것이다.

한편, 도 9는 본 발명의 일 실시예에서 사용자의 시력을 측정하는 원리를 설명하기 위한 개념도이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서는 사용자가 HMD(100)를 착용시에 사용자의 시력을 자동으로 측정할 수 있는데, 이를 위하여 본 발명의 일 실 시예에 따른 HMD(100)는 상기 렌즈부(103)의 일 영역에 중첩되도록 배치되는 광원(145)과, 상기 광원(145)으로부터 사용자의 안구에서 반사되는 패턴을 반사하는 반사경(147)과, 상기 반사경(147)으로부터 반사되는 패턴을 감지하는 카메라(146)를 포함할 수 있다. 상기 카메라(146)는 사용자의 안구를 촬영하기 위한 것으로 도 2에 도시된 카메라(121)일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 바디(101)의 내부에 별도의 카메라로 구비될 수도 있다. 상기 카메라(146)에 의해 감지된 패턴에 의해 사용자의 시력을 측정하게 된다. 상기 광원(145)은 일예로 LED(light emmiting diode)일 수 있다.

이하에서는 사용자의 시력 측정 과정에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, HMD(100)의 내부에 장착된 광원(145)을 이용하여 사용자의 안구에 빔을 조사하고, 조사된 빔이 안구에서 반사되어 일정한 패턴을 이루게 된다. 이때의 패턴은 사용자의 시력에 따라 다르게 된다. 이후, 사용자의 안구로부터 반사되는 빔이 반사경(147)을 투과하고 안구의 정면에 위치하는 것과 같은 가상 카메라(146')(virtual camera)에 상이 맺히게 된다. 상기 반사경(147)은 일종의 핫미러(hot mirror)로 빔을 한 쪽 방향으로만 투과시키는 거울이다. 그러나, 실제 카메라(146)(real camera)에 상이 맺히는 것은 상기 반사경(147)에 의해 반사된 HMD(100)의 내부에 구비된 카메라에 의한 것이며, 상기 상은 상기 반사된 빔에 의해 만들어진 안구의 패턴이다. 빔에 의해 안구의 패턴이 결과물로 출력되면, 기입력된 이상적인 안구의 패턴과 사용자의 안구로부터 반사된 패턴과의 차이에 대해 분석하게 된다. 상기 기입력된 이상적인 패턴(ideal pattern)은 일종의 사용자의 시력 측정을 위한 기준이 되는 패턴이다. 상기 기입력된 이상적인 패턴(ideal eye pattern)과 실제 안구의 패턴(real eye pattern)은 일정한 위상 차이가 있는데, 여기에 위상 변위를 적용함으로써 사용자의 안구로부터 반사된 패턴 차이를 재구성하여 재구성된 안구 패턴(Reconstructed Eye Pattern)을 얻게 된다. 상기 재구성된 안구 패턴에 의해 안구의 굴절률을 분석하게 된다. 상기 분석된 굴절률을 바탕으로 시력을 계산하게 되는 것이다. 만약, 시력이 산출되었다면 사용자의 시력에 맞도록 렌즈부(103)를 이동시키게 된다.

이때, 상기 렌즈부(103)의 초점거리를 통해 굴절력을 나타내는 단위로, 디옵터(diopter)가 사용되는데, 상기 디옵터는 렌즈의 굴절력을 표시하는 단위로 초점거리(m로 표시)의 역수를 의미한다. 초점 거리가 짧을수록 굴절력이 크다. 예를 들어 돋보기를 이용해 20cm(0.2m) 에서 햇빛의 초점이 맺었다면 돋보기의 굴절력은 1/0.2 =5 즉, + 5D 가 된다. 시력과 디옵터와의 관계를 보다 구체적으로 설명하면, 근시, 원시, 난시의 정도를 디옵터로 표시할 수 있는데, 근시는 (-) 로 표시하고 오목렌즈로 초점을 조절하고, 원시는 (+)로 표시하며 볼록렌즈로 초점을 조절한다. 만약, -3D 의 근시란 -3D의 오목렌즈를 써야 망막에 정확한 상이 맺히는 상태를 의미한다.

한편, 상기 카메라(146)는 사용자의 홍채를 인식하여 사용자를 특정할 수도 있다. 이와 같이, 사용자를 특정하게 되면 현재 사용자에 대한 정보를 HMD(100)의 메모리(170)에 저장할 수 있으며, 나중에 재착용시에는 메모리(170)에 저장된 사용자의 정보에 기초하여 렌즈부(103)를 자동으로 조절하도록 할 수 있다. 이때, 상기 사용자의 정보는 주로 시력에 관한 정보이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동부(130)의 수평 이동을 설명하기 위한 도면인데, 이하에서는 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자의 동공간 거리(D2)는 사용자마다 고유의 값을 갖는다. 이와 같이, 동공과 동공 사이의 초점 거리는 개인마다 상이한데, 동공 간의 초점 거리가 맞지 않을 경우 각 눈에 맺히는 영상의 차이로 인해 물체가 두 개 혹은 여러 개로 보이는 복시 현상이 발생할 수 있다. 상기 복시 현상이 발생할 경우 눈의 피로가 증가하고, 심할 경우 어지러움증을 유발할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 복시 현상을 방지하기 위해 렌즈부(103) 및/또는 디스플레이부(151)를 동공의 포커스 맞도록 좌우로 이동시키는 방안을 제공한다.

이때, 상기 복시란 1개의 물체가 2개로 보이거나 그림자가 생겨 이중으로 보이는 현상을 말한다. 한 눈으로 볼 때에도 사물이 두 개로 보이는 것을 한눈복시(단안복시)라고 하며, 한쪽 눈을 감거나 다른 사물을 보아도 복시가 지속된다. 또한, 안구의 운동을 조절하는 근육들 중 이상이 생겼을 때 눈의 정렬이 잘못되어 생기는 복시를 두눈복시(양안복시)라고 하며 한쪽 눈을 감으면 복시가 사라진다.

좌우 양안에 대응되는 한 쌍의 렌즈 구동부(130a,130b)는 일정 간격 이격 배치되고, 좌우 조절부(155)에 의해 적어도 어느 하나의 렌즈 구동부(130a,130b)가 수평 방향으로 이동하게 된다. 이때의 수평 방향이라 함은 앞서 설명한 제1 방향과 교차하는 방향으로 HMD(100)를 착용하였을 때, 좌우 방향을 의미한다. 이때는 렌즈부(103)만 이동하는 것이 아니라 렌즈부(103)를 포함하는 렌즈 구동부(130a,130b)가 이동하게 된다.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 한 쌍의 렌즈 구동부(130a,130b) 중 적어도 하나를 수평 방향으로 이동시키기 위하여, 앞서 설명한 구동부(136)에서와 유사하게 피에조(155a)를 이용하였다. 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 좌우 조절부(155)는 인가되는 전압에 의해 이동하는 피에조(155a)와, 상기 피에조(155a)를 관통하며 한 쌍의 렌즈 구동부(130a,130b)에 연장 형성되는 제1 로드(155b)와, 일 단부는 상기 피에조(155a)의 일측에 고정되고 타 단부는 상기 한 쌍의 렌즈 구동부(130a,130b) 중 어느 하나에 고정되는 제2 로드(155c)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1 로드(155b)는 단순히 상기 피에조(155a)가 이동하는 경로를 가이드하기 위한 기능을 수행하며, 상기 제2 로드(155c)는 상기 피에조(155a)의 이동에 구속되어 상기 피에조(155a)와 함께 이동하게 된다. 도 10에서는 상기 제1 로드(155b)의 일 단부가 상기 한 쌍의 렌즈 구동부(130a,130b) 중 제1 렌즈 구동부(130a)에 고정되고, 상기 제1 로드(155b)의 타 단부는 제2 렌즈 구동부(130b)에까지 연장 형성되는 것을 도시하였다. 상기 제1 및 제2 렌즈 구동부(130a,130b)는 각각 플레이트(131f)를 포함하고, 상기 제1 로드(155b)는 상기 제2 렌즈 구동부(130b)의 플레이트(131f)를 관통하여 연장된다.

상기와 같은 구성에 의해 사이 피에조(155a), 제2 로드(155c) 및 제2 렌즈 구동부(130b)는 동시에 이동하게 되며, 상기 한 쌍의 렌즈 구동부(130a,130b) 간의 거리(D2)가 미세하게 조절될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서는 HMD(100)의 다리를 접을시에 자동으로 렌즈 구동부(130)가 접혀지는 세이브 모드(save mode)로 진입하도록 할 수 있다. 세이브 모드로 진입하게 되면 초점 조절된 렌즈가 초기 위치로 복귀하게 되어 다음 사용자에게 초기 설정 제공으로 처음 사용하는 것처럼 느끼게 한다. 또한, 자동으로 세이브 모드로 진입하게 되면 HMD(100) 보관시에 렌즈의 손상을 줄이고 부피를 줄일 수 있다는 장점이 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD(100)의 제어 방법을 설명하기 위한 플로차트인데, 이하에서는 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD(100)의 제어 방법에 대하여 설명하기로 한다.

상기의 HMD(100)의 제어 방법은 렌즈부(103)와, 상기 렌즈부(103)와 일정 간격 이격 형성되고 상기 렌즈부(103)를 통하여 사용자에게 시청각 정보를 제공하는 디스플레이부(151)를 구비하며, 상기 렌즈부(103)의 위치를 조절할 수 있는 HMD(100)의 제어 방법에 관한 것이다.

먼저, 상기 HMD(100)에 이미 저장된 사용자가 사용할 때의 흐름에 대하여 설명하기로 한다. 사용자가 HMD(100)를 착용하면 상기 HMD(100)는 홍채를 인식(S10)하게 되고, 상기 인식된 홍채의 정보에 의해 상기 HMD(100)에 기등록된 사용자인지 판단(S11)하게 된다. 만약, 착용자의 홍채 정보가 기등록된 사용자의 홍채 정보와 동일하다면 기등록된 사용자로 판단(S11)하게 된다. 이때, 상기 사용자 홍채 정보는 사용자 홍채 정보 저장 데이터 베이스(171)에 저장되는데, 상기 사용자 홍채 정보 저장 데이터 베이스(171)는 일종의 메모리(170)이다.

착용자가 기등록된 사용자로 판단되면, 사용자 설정 저장소(172)에 저장된 사용자 설정 정보를 불러오는데(S12), 이때의 사용자 설정 정보는 사용자의 시력에 관한 정보를 포함한다. 즉, 기등록된 사용자의 시력에 맞도록 상기 HMD(100)의 렌즈부(103)의 위치를 자동으로 조절하도록 한다. 이때의 렌즈부(100)의 위치 조절은 전후/좌우 이동을 포함한다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 전에 HMD(100)를 사용하였던 사용자의 정보를 저장하고, 홍채 인식을 이용해 사용자 설정 값에 따라 렌즈부(103)와 디스플레이부(151)를 시력과 동공 초점거리에 맞게 앞/뒤/좌/우로 자동으로 조절할 수 있다.

이때, 상기 사용자의 시력 정보는 이전의 정보이므로 HMD(100)를 착용한 현재 상태에서의 시력에 변화가 있을 수 있거나 렌즈부(103)의 초점이 맞지 않을 경우 부등시 현상 발생하는데, 이러한 경우에는 착용자가 추가적으로 렌즈부(103)의 초점 조절이 필요한지 여부를 판단(S14)한다. 만약, 부등시 현상이 발생할 경우 눈의 피로도 증가와 어지러움증을 유발할 수도 있는데, 시력은 개개인의 편차가 심하고, 좌우의 편차가 있는 경우도 있으므로, 부등시 현상을 방지하고, 깨끗한 시야를 얻기 위해 렌즈부(103)의 위치를 앞뒤로 조절하거나 좌우로 조절할 수도 있다. 이때, 상기 부등시 현상이란 양안의 렌즈 조절을 잘못하여 한 쪽 화면에 포커스가 맞지 않는 것을 의미한다. 이때, 초점이 맞지 않는 한쪽 눈으로부터 오는 정보를 의도적으로 억제하므로 시력 발달이 저해될 수 있다.

이와 같이, 추가적으로 렌즈부(103)의 위치 조절이 필요한 경우에는 자동으로 렌즈부(103)의 위치를 변경하여 렌즈 초점을 미세하게 조절(S16)할 수 있다. 상기 렌즈부(103)의 위치가 변경되었다면 렌즈부(103)의 위치를 저장(S16)하고, 사용자 설정 정보도 함께 저장(S17)한다. 이때, 시력 변화가 발생한 경우에는 현재 상태에서의 시력도 함께 저장(S17)한다.

이와 같이, 기등록된 사용자의 경우에는 특별한 조작이 필요없이 자동으로 초점이 조절되므로, 사용자는 HMD(100) 착용 후에 곧 바로 디스플레이부(151)에 의해 재생되는 것을 시청할 수 있다.

그러나, 최초 사용자의 경우에는 HMD(100) 착용시에 홍채 인식 과정(S10)을 통해 얻어진 홍채 정보와 동일한 기등록된 사용자의 홍채 정보가 없으므로 현재 착용자를 최초 사용자로 인식하게 된다. 기등록된 사용자가 아닌 것으로 판단되면 자동으로 착용자의 시력을 측정(S18)하고, 측정된 시력에 기초하여 렌즈부(103)의 초점을 자동으로 조절(S13)하게 된다. 이후에는 기등록된 사용자와 동일하게 렌즈부(103)의 미세 조절이 필요한지 여부를 판단(S14)하고, 렌즈부(103)를 미세 조절(S15)한 경우에는 렌즈부(103)의 위치를 저장(S16)한다. 이때는 최초 사용자이므로 사용자 설정 저장소(172)에 사용자의 시력 정보를 저장(S17)하고, 사용자의 홍채 정보는 사용자 홍채 정보 저장소에 저장(S17)한다. 이와 같이, 최초 사용자의 홍채 정보, 시력 정보 등을 저장함으로써, 이후에 재차 사용시에는 기등록된 사용자가 되어 HMD(100) 착용과 동시에 자동으로 초점이 조절되어 초점을 조절하는 시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 하나의 HMD(100)를 다수의 사용자가 사용하는 경우가 있으므로, 상기 렌즈부(103)의 위치를 정해진 위치에 항상 위치하도록 할 수 있다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

디스플레이부가 구비되는 바디; 및
상기 바디에 구비되고 상기 디스플레이부와 이격 형성되는 렌즈부를 이동시키는 렌즈 구동부를 포함하고,
상기 렌즈 구동부는,
제1 방향으로 돌출되는 제1 경통부가 형성되고 상기 바디에 결합되는 렌즈 프레임;
제1 방향으로 돌출되고 상기 렌즈부가 구비되는 제2 경통부가 형성되고, 상기 제2 경통부는 상기 제1 경통부 상에서 상대 이동하는 렌즈 하우징;
상기 렌즈 프레임 및 렌즈 하우징에 결합되고 상기 렌즈 하우징을 이동시키는 링크부; 및
상기 제1 경통부의 일측에 구비되어 상기 링크부를 작동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 렌즈 프레임의 하단부에는 상기 제1 경통부로부터 연장 형성되는 플레이트를 더 포함하고,
상기 제2 경통부의 외주면에는 서로 반대되는 위치에 형성되는 제1 및 제2 돌출부가 형성되고,
상기 링크부는,
일 단부는 상기 플레이트에 결합되고, 타 단부는 상기 제1 돌출부에 결합되어 상기 제1 돌출부와 함께 이동하는 제1 링크부; 및
일 단부는 상기 플레이트에 결합되고, 타 단부는 상기 제2 돌출부에 결합되는 제2 링크부를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 링크부 및 제2 링크부는 중간 일 지점에서 서로 교차 형성되며, 상기 제1 링크부 및 제2 링크부의 상호 작용에 의해 상기 렌즈 하우징을 이동시키는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 링크부는,
상기 제2 경통부의 외주를 감싸도록 형성되는 제1 및 제2 링크; 및
상기 제1 및 제2 링크를 연결하고 양 단부가 상기 플레이트에 고정되는 제3 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치.
제4항에 있어서,
상기 제2 링크부는,
상기 제2 경통부의 외주를 감싸도록 형성되고,
상기 제1 링크와 중간 일 지점에서 결합되는 제4 링크; 및
상기 제2 링크와 중간 일 지점에서 결합되는 제5 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 및 제2 링크의 중간 일 지점에는 결합공이 형성되고,
상기 제4 및 제5 링크의 중간 일 지점에는 상기 결합공에 관통되는 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치.
제2항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 제1 돌출부에 결합되어 상기 돌출부의 이동을 구속하고 소정의 전압이 인가되면 이동하는 피에조(Piezo);
상기 피에조가 슬라이딩 이동하도록 제1 방향으로 형성되는 로드(rod); 및
일 단부가 상기 플레이트에 고정되는 C 형상의 프레임 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치.
제7항에 있어서,
상기 프레임 홀더는,
상기 제1 방향으로 형성되는 제1 및 제2 부분; 및
상기 제1 및 제2 부분을 연결하고 중간 일 지점에 상기 로드가 관통하는 관통홀이 형성되는 제3 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치.
제7항에 있어서,
상기 피에조의 일측에 구비되어 상기 피에조와 함께 이동하는 자기부재; 및
상기 자기부재의 이동량을 감지하는 위치 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 렌즈부의 일 영역에 중첩되도록 배치되는 광원;
상기 광원으로부터 조사되는 빔을 사용자의 안구에서 반사되는 패턴을 반사하는 반사경; 및
상기 반사경으로부터 반사되는 패턴을 감지하는 카메라를 포함하고,
상기 카메라에 의해 감지된 패턴에 의해 사용자의 시력을 측정하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치.
제10항에 있어서,
상기 카메라는 사용자의 홍채를 인식하여 사용자를 특정하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 렌즈 구동부는 일정 간격 이격 배치되는 제1 및 제2 렌즈 구동부를 포함하고,
상기 제1 및 제2 렌즈 구동부의 사이에 구비되어 상기 제1 및 제2 렌즈 구동부 중 적어도 하나를 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 이동시키는 좌우 이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치.
제12항에 있어서,
상기 좌우 이동부는,
인가되는 전압에 의해 상기 제2 방향으로 이동하는 피에조(piezo);
상기 피에조를 관통하며 상기 제1 및 제2 렌즈 구동부에 연장 형성되며, 일 단부는 상기 제1 렌즈 구동부에 고정되고, 타 단부는 상기 제2 렌즈 구동부를 관통하여 형성되는 제1 로드; 및
일 단부는 상기 피에조의 일측에 고정되고 타 단부는 상기 제2 렌즈 구동부에 고정되는 제2 로드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치.
렌즈부와, 상기 렌즈부와 일정 간격 이격 형성되고 상기 렌즈부를 통하여 사용자에게 시청각 정보를 제공하는 디스플레이부를 구비하며, 상기 렌즈부의 위치를 조절할 수 있는 헤드 마운티드 디스플레이 장치(HMD)의 제어 방법에 있어서,
(a) 상기 HMD 착용자의 홍채를 인식하는 단계;
(b) 상기 인식된 홍채를 사용자 홍채 정보 저장 데이터 베이스에 저장된 홍채와 비교하여 기등록된 사용자의 것인지 판단하는 단계; 및
(c) 상기 착용자의 홍채가 기등록된 사용자의 홍채로 판단되면, 렌즈부와 디스플레이부 사이의 거리를 사용자 설정 저장소에 저장된 기등록된 사용자의 렌즈부와 디스플레이부 사이의 거리로 조절하는 단계를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치의 제어 방법.
제14항에 있어서,
상기 인식된 홍채가 기등록된 사용자의 것이 아닌 경우,
상기 HMD 착용자의 시력을 측정하는 단계; 및
상기 측정된 시력에 기초하여 상기 렌즈부와 디스플레이부 사이의 거리를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치의 제어 방법.
제15항에 있어서,
상기 HMD 착용자의 시력 및 홍채를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치의 제어 방법.
제14항에 있어서,
상기 (c) 단계 이후,
상기 렌즈부의 미세 조절이 필요한지 여부를 판단하는 단계;
상기 렌즈부의 미세 조절한 경우에는 상기 렌즈부의 위치를 변경하여 미세 조절하는 단계; 및
상기 미세조절된 렌즈부의 위치를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치의 제어 방법.
제16항에 있어서,
상기 렌즈부의 미세 조절은 좌우 양안용 렌즈부의 좌우 이동 및 전후 이동을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치의 제어 방법.
제14항에 있어서,
상기 렌즈부를 정위치로 복귀시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치의 제어 방법.
제15항에 있어서,
상기 HMD 착용자의 시력을 측정하는 단계는,
착용자의 안구에 빔을 조사하고, 착용자의 안구로부터 반사된 빔의 패턴과 기입력된 기준 패턴으로부터 굴절률을 산출하여 착용자의 시력을 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치의 제어 방법.